рные земли особенно низка, а исчезновение может иметь место в период горообразования, когда средняя высота континентов над уровнем моря возрастает. Во всяком случае мелководные внутриконтинентальные моря предоставляют благоприятные условия для морских животных, а они в свою очередь представляют собой стабильный и богатый запас пищи для других животных, которые живут на берегах. Когда внутренние моря исчезают, то как сами морские животные, так и на земные животные, жизнь которых зависит от них, естественно, вымирают (Хорошо известные нам Аральское и Каспийское моря быстро "усыхают" на глазах у трех поколений. Возможно, они, как и ледники Гренландии, тоже являются остатками не до конца отступившего ледникового периода). В пяти из семи случаев великих умираний за последнюю четверть миллиарда лет причиной, по-видимому, было исчезновение морей. Это объяснение подтверждается также тем, что морские животные, по всей видимости, более подвержены великим умираниям, чем животные наземные, и что растительный мир, по-видимому, едва ли вообще подвержен этим умираниям. Усыхание морей, может быть, наиболее логичное и разумное объяснение проблемы (объяснение, не содержащее в себе никаких ужасов для людей, которые не живут во внутриконтинентальных морях, но живут в мире, где нет значительных внутриконтинентальных морей) среди многих других предположений, которые выдвигались для объяснения великих умираний. Одно из таких предположений, хотя и маловероятное, отличается своей драматичностью. Более того, оно приводит нас к новому типу катастроф, который мы еще не рассматривали и который может угрожать человечеству. Это предположение связано с радиацией из космоса, поступающей не от Солнца. В первые годы двадцатого века была обнаружена радиация, причем даже более проникающая и энергетичная, чем чуть ранее открытая радиоактивность. В 1911 году австрийский физик Виктор Фрэнсис Гесс (1883-1964), чтобы удостовериться, что эта проникающая радиация поступает от Земли, направил регистрирующие радиацию приборы на воздушных шарах на высоту 9 километров. Он ожидал, что уровень радиации там будет меньше, потому что отчасти ее должен был поглотить воздух между поверхностью земли и поднятыми на высоту приборами. Оказалось наоборот, интенсивность проникающей радиации увеличилась с высотой настолько, что стало ясно: она поступает из внешней Вселенной, из космоса. С легкой руки американского физика Роберта Эндрюса Милликена (1863-1953) этой радиации было дано название -- "космические лучи". В 1930 году американский физик Артур Холли Комптон (1892-1962) доказал, что космические лучи -- это очень энергетичные положительно заряженные частицы. Тогда стало понятным, что является источником космических лучей. Солнце и, предположительно, все звезды претерпевают процессы, которые достаточно энергетичны для того, чтобы выпрыснуть в пространство частицы. Эти частицы, большей частью, -- атомные ядра. Поскольку Солнце в основном состоит из водорода -- ядра водорода, которые представляют собой простые протоны, являются наиболее частыми среди этих частиц. Эти энергетичные, то есть несущие энергию протоны и другие ядра идут от Солнца потоками во всех направлениях и представляют собой солнечный ветер, о котором я упоминал ранее. Когда в Солнце происходят особенно мощные процессы, частицы выбрасываются с большей энергией. Когда на солнечной поверхности образуются большие "вспышки", в солнечный ветер включаются и очень энергетичные частицы, но в нем могут содержаться частицы и низких даже для космических лучей уровней энергии (о которых говорят, как о "мягких космических лучах"). Другие звезды тоже посылают звездные ветры, и эти звезды, которые массивнее и горячее Солнца, посылают более энергетичные ветры, более богатые частицами с высоким уровнем энергии. В особенности это относится к сверхновым. Частицы космических лучей, будучи электрически заряженными, искривляют свой путь при прохождении магнитного поля. Все звезды имеют магнитные поля, и Галактика в целом тоже. Частицы космических лучей следуют сложными искривленными путями, в процессе движения ускоряются магнитными полями, которые проходят, и в результате приобретают еще больше энергии. В конечном счете все межзвездное пространство в пределах нашей Галактики насыщено частицами космических лучей, идущими во всех направлениях. Определенный, очень маленький их процент обязательно и по чистой случайности попадает на Землю и попадает со всех возможных направлений. Тут у нас появляется новый тип вторжения из открытого космоса, который мы еще не рассматривали. Ранее я указывал, насколько невероятно, чтобы Солнечная система столкнулась с какой-нибудь звездой или через нее прошли бы даже маленькие куски вещества, пришедшие из других планетарных систем. Упоминал я и о частицах пыли, и об атомах из межзвездных облаков. Теперь нам предстоит рассмотреть вторжение из космоса, извне Солнечной системы, мельчайших материальных объектов -- субатомных частиц. Их настолько много, они распределены по космосу настолько плотно и передвигаются со скоростью, настолько близкой к скорости света, что Земля подвергается ими постоянной бомбардировке. Однако космические лучи не оставляют никаких меток на Земле, и мы не знаем об их появлении. Только ученые с их специальными приборами могут обнаруживать космические лучи, и то лишь в пределах жизни двух последних поколений. Кроме того, космические лучи попадают на Землю в течение всей истории жизни на нашей планете, и, по-видимому, Земля совсем не стала хуже от этого. Очевидно, и люди не страдали от этого в ходе всей истории. Поэтому может показаться, что мы имеем все основания исключить космические лучи как причину катастрофы, -- и все же это не так. ДНК И МУТАЦИИ Всякая живая клетка является крошечной химической фабрикой. Свойства определенной клетки, ее форма, ее структура и ее способности зависят от определенной природы происходящих в ней химических изменений, от скорости, с которой каждое из них происходит, и способа, которым они между собой связаны. Подобные химические реакции происходят очень медленно, если вещества, составляющие клетки и участвующие в реакциях, просто смешаны вместе. Чтобы реакции шли быстро и равномерно (как, по наблюдениям, это и происходит, и как необходимо для того, чтобы клетка могла жить), эти реакции должны направляться определенного рода комплексами молекул, называемыми "ферментами". Ферменты принадлежат к классу веществ, называемых "протеинами"-. Протеины состоят из гигантских молекул, каждая из которых построена из цепей более мелких строительных блоков, называемых "аминокислотами". Эти аминокислоты выступают примерно в двадцати разновидностях и способны соединяться друг с другом в любом порядке. Предположим, мы начнем с одной из этих двадцати аминокислот и каждую из них поставим с остальными во всех возможных сочетаниях. Общее количество сочетаний - около 50000000000000000000 (пятьдесят миллиардов миллиардов), и каждое отличается от другого расположением аминокислот, каждое представляет собой разные молекулы. Фактически молекулы ферментов состоят из сотни или более аминокислот, и число возможного комбинирования этих аминокислот неисчислимо велико. Однако определенная клетка будет содержать только определенное, ограниченное количество ферментов, и каждая молекула определенного фермента будет иметь конструкцию аминокислотной цепочки, составленную из аминокислот в одном особом порядке. Определенный фермент построен так, что определенные молекулы будут присоединяться к поверхности фермента таким образом, что взаимодействие между ними -- включая перенос атомов -- сможет происходить очень быстро. После взаимодействия измененные молекулы не будут больше держаться на поверхности. Они уходят, а другие молекулы присоединяются и вступают в реакцию. Именно в результате наличия нескольких молекул определенного фермента большие количества молекул реагируют друг с другом. В отсутствие фермента они бы не реагировали вообще*. Что же из этого следует? А то, что форма, структура и свойства определенной клетки зависят от различной природы ферментов в этой клетке, от числа этих ферментов и способа, которым они производят свою работу. Свойства многоклеточного организма зависят от свойств клеток, которые его составляют, и от способа, которым взаимосвязаны отдельные клетки. В общем (конечно, это не так просто), все организмы, включая и человеческий, являются продуктом ферментов. Но это представляется случайной зависимостью. Если конструкция фермента не имеет точного порядка аминокислот, он может оказаться неспособным исполнить свою работу. Поменяйте одну аминокислоту на Другую и фермент не послужит подходящим катализатором для реакции, которой он управляет. Что же тогда образует ферменты так точно? Что следит за тем, чтобы устанавливался определенный порядок аминокислот для определенного фермента, и никакой другой? Существует ли в клетке какое-нибудь ключевое вещество, которое, содержит, так сказать, * Вот довольно похожая ситуация: вскидывают в воздух иголку и нитку по отдельности и надеются, что нитка сама собой вденется в иголку; или держат в одной руке иголку, в другой -- нитку и неторопливо вдевают ее в иголку. Первое -- это как реакция в клетке без фермента, а второе -- та же самая реакция в клетке с ферментом. "программу" всех ферментов в клетке, направляя таким образом их изготовление? Если такое ключевое вещество существует, оно должно быть в хромосомах. Это маленькие объекты внутри центрального ядра клетки, и ведут они себя так, словно несут в себе программу. В различных видах организмов хромосомы присутствуют в разных количествах. У человека, например, каждая клетка содержит двадцать три пары хромосом. Каждый раз, когда делится клетка, каждая хромосома делится на две хромосомы, каждая -- точная копия другой. В процессе деления клетки одна из точных копий каждой хромосомы идет в одну клетку, другая точная копия -- в другую клетку. Таким образом, каждая дочерняя клетка получает по двадцать три пары хромосом, причем оба набора пар являются идентичными. Это и указывает на то, что хромосомы несут в себе программу структуры ферментов. Все организмы, кроме наиболее примитивных, вырабатывают половые клетки, задача которых состоит в том, чтобы образовывать новые организмы более сложным способом, чем простое деление клетки. Таким образом мужчины (и самцы большинства животных) вырабатывают клетки спермы, а женщины производят яйцеклетки. Когда клетка спермы соединяется с яйцеклеткой, "оплодотворяет" ее, результирующая комбинация может претерпеть повторные деления, пока не образуется новый, отдельно живущий организм. Как яйцеклетки, так и клетки спермы имеют только половину обычного количества хромосом. Все яйцеклетки и все клетки спермы получают только по одной хромосоме от каждой из двадцати трех пар. Когда они сочетаются, оплодотворенная яйцеклетка имеет опять двадцать три пары хромосом, но одну в каждой паре от матери, одну -- от отца. Таким образом потомство наследует свойства равным образом от обоих своих родителей, и хромосомы ведут себя так, словно несут в себе программу для приготовления фермента. Но какова химическая природа этой предполагаемой программы? Со времени открытия хромосом в 1879 году немецким анатомом Вальтером Флеммингом (1843-1905) имело место общее допущение, что программа, если она существует, это -- протеин. Протеины, как известно, наиболее сложные вещества, существующие в тканях, а ферменты, как стало известно в 1926 году из работ американского биохимика Джеймса Батчелора Самнера (1887-1925), собственно и есть протеины. Безусловно, именно протеин должен служить программой для конструирования других протеинов. Однако в 1944 году канадский физик Освальд Теодор Авери (1877-1955) доказал, что молекулой программы является совсем не протеин, а молекула другого типа, называемая "дезоксирибонуклеиновая кислота", или сокращенно ДНК. Это было большим сюрпризом, потому что полагали, что ДНК является простой молекулой, такой, которая совсем не подходит для того, чтобы служить программой для сложных ферментов. Более пристальное изучение ДНК, однако, показало, что это на самом деле сложная молекула, более сложная, чем протеины. Как и молекула протеина, молекула ДНК состоит из длинных цепей простых строительных блоков. Строительный блок здесь называется "нуклеотидом", и одна молекула ДНК может быть построена цепями из многих тысяч нуклеотидов. Нуклеотиды представлены четырьмя разновидностями (не двадцатью, как протеины), и эти четыре разновидности могут быть сцеплены вместе в каком угодно порядке. Возьмем три нуклеотида. Тогда будет 64 различных "тринуклеотида". Если пронумеровать нуклеотиды: 1, 2, 3 и 4, -- получим тринуклеотиды: 1-1-1, 1-2-3, 3-4-2, 4-1-4 и так далее, всего 64 различных комбинаций. Один или более из этих тринуклеотидов могут соответствовать определенной аминокислоте; некоторые могут обозначить "пунктуацию" -- начало цепи аминокислот или ее окончание. Перевод тринуклеотидов молекулы ДНК в аминокислоты ферментной цепи называется "генетическим кодом". Но это, просто заменяет одну проблему другой. Что позволяет клетке из неисчислимого количества молекул ДНК, которые могут существовать в принципе, строить определенную молекулу ДНК, которая приведет к построению молекулы определенного фермента? В 1953 году американскому биохимику Джеймсу Дьюи Уотсону (р. 1928) и английскому биохимику Фрэнсису Г. К. Крику (р. 1916) удалось установить структуру молекулы ДНК. Она состояла из двух прядей, свитых в двойную спираль. (То есть каждая прядь имела форму винтовой лестницы, и обе пряди переплетались.) Каждая прядь в определенном смысле была противоположностью другой, так что они совершенно подходили друг к другу. В процессе деления клетки каждая молекула ДНК разматывалась на две отдельные пряди. Каждая прядь затем сама собой осуществляла построение второй пряди, которая совершенно ей подходила. Каждая прядь служила программой для своего нового партнера, и результат был таков, что там, где вначале существовала одна двойная спираль, образовывались две двойные спирали, каждая -- точная копия другой. Процесс был назван "репликацией". Таким образом, раз существовала определенная молекула ДНК, она размножалась сама, точно сохраняя свою форму от клетки к дочерней клетке и от родителя к потомству. Отсюда следует, что каждая клетка и, конечно, каждый организм, в том числе человеческий, имеет свою форму, свое строение, свою химию (до определенной степени даже свое поведение), в точности определяемые его ДНК. Оплодотворенная яйцеклетка одного вида организма не очень отличается от яйцеклетки организма другого вида, но молекулы ДНК в каждой существенно отличаются одна от другой. По этой причине человеческая оплодотворенная яйцеклетка будет развиваться в человеческое существо, а оплодотворенная яйцеклетка жирафа будет развиваться в жирафа, и никакая путаница тут невозможна. Но так уж происходит, что передача молекул ДНК от клетки к дочерней клетке и от родителя к потомку не столь же совершенна, как все остальное. Опыт пастухов и фермеров говорит, что то и дело появляются животные или растения, которые далеко не во всем похожи на родительские организмы, В целом эти отличия невелики и иногда даже не особенно заметны. Иногда же отклонение настолько велико, что создает так называемую "разновидность" или "монстра". Научный термин для всех таких потомков с измененными характеристиками, экстремальными или незаметными -- мутант, от латинского слова "мутация" -- изменение. Обычно ярко выраженные мутации вызывали тревогу и мутанты уничтожались. Однако в 1791 году массачусетский фермер по имени Сэт Райт взглянул на мутацию более практично. У него в отаре овец родился ягненок с ненормально короткими ногами, и практичному янки пришло в голову, что коротконогая овца не сможет убежать через низкую каменную ограду вокруг фермы. И с этого не совсем счастливого случая он принялся разводить коротконогих овец и помог людям вообще обратить внимание на мутацию. Однако только с 1900 года, с опубликования работ голландского ботаника Гуго Марие де Врие (1848-1935) мутации стала изучать наука. Собственно, когда мутации не были особенно сильно выражены, не пугали и не вызывали отвращения, пастухи и фермеры давно заведенным порядком использовали их преимущества. Путем отбора из каждого поколения животных, которые казались наиболее подходящими для использования человеком -- коров, дающих много молока кур, несущих много яиц, овец, дающих много шерсти, и так далее, -- развивались породы, качества которых сильно отличались от тех диких особей, которые были приручены первоначально. Это результат отбора маленьких и не очень значительных мутаций, которые, однако, как коротконогие овцы Райта, передаются по наследству. Отбирая мутацию за мутацией и все в одном направлении, человек, со своей точки зрения, "улучшает" породу. Если вспомнить о множестве разновидностей собак и голубей, мы можем представить, насколько искусно умеем изменять и создавать породы, тщательно подбирая пары, сохраняя одних отпрысков и выбраковывая других. То же самое и гораздо легче может быть проделано с растениями. Американский садовод Лютер Бербанк (1849-1926) сделал успешную карьеру на выведении сотен новых разновидностей растений, усовершенствованных в том или ином отношении по сравнению со старыми, не только путем мутаций, но и направленным скрещиванием и прививками (В России огромная подобная работа проделана садоводом И. В. Мичуриным (1855-1935)). То, что люди делают целенаправленно, слепые силы естественного отбора делают очень медленно, в течение веков. В каждом поколении отпрыски определенных особей из-за незначительных мутаций частично изменяются, изменения передаются от особи к особи. Те, чьи мутации позволяют участвовать в игре жизни более эффективно, имеют больше шансов выжить и передать эти мутации более многочисленным потомкам. Одна особь заменяет другую, и понемногу за миллионы лет из видов особей создаются новые. Это -- основная мысль теории эволюции путем естественного отбора, выдвинутая в 1858 году английским натуралистом Чарлзом Дарвином и Альфредом Расселом Уоллесом. На молекулярном уровне мутации являются результатом несовершенного копирования ДНК. Оно может иметь место от клетки к клетке в процессе деления клеток. В этом случае в пределах организма может быть произведена клетка, которая непохожа на другие клетки. Это -- "соматические мутации". Обычно мутация неблагоприятна. В конце концов, если мы обратимся к сложной молекуле ДНК, которая повторяет себя и ставит в соответствующее место неправильный строительный блок, то нам станет ясно, что вряд ли из-за ошибки результат будет лучше. В итоге клетка кожи или, скажем, печени, подвергнувшаяся мутации, может работать настолько плохо, что по существу не будет производить нужного действия, и очень вероятно, что будет не способна делиться. Другие, нормальные клетки будут, когда необходимо, продолжать деление и будут вытеснять ее из жизни. Таким образом ткань в целом остается нормальной, несмотря на случайные мутации. Главное исключение -- мутация, направленная на процесс роста. Нормальные клетки в ткани растут и делятся, только когда это необходимо, чтобы заменить пропавшие или поврежденные клетки, но у мутировавшей клетки может не хватать механизма, предназначенного для прекращения роста в соответствующее время. Она может только расти и беспомощно множиться, хотя в этом нет необходимости для существования. Подобный анархический рост -- это рак, он является наиболее серьезным результатом соматической мутации. Иногда молекула ДНК мутирует таким образом, что при определенных условиях может работать лучше. Это происходит не часто, но клетки, содержащие ее, будут выживать и процветать, так что естественный отбор Действует не только в отношении целых организмов, но и в отношении программы ДНК. Так, должно быть, и образовались первые молекулы ДНК из простых строительных блоков, благодаря случайным факторам, пока не сформировалась одна, способная к копированию, а эволюция довершила остальное. Время от времени клетки спермы или яйцеклетки образуются с несовершенно повторенной ДНК. Это приводит к мутации в потомстве. Опять же большинство мутаций неблагоприятны, так что претерпевший мутацию приплод либо не способен развиваться, либо умирает молодым, либо, если даже остается жить и имеет потомство, то оно постепенно вытесняется более эффективными особями. Благоприятная мутация происходит исключительно случайно, такая мутация утверждает себя и передается потомству. Хотя благоприятные мутации происходят значительно реже, чем неблагоприятные, именно первые имеют тенденцию выживать и вытеснять последние. По этой причине любой, кто наблюдает за ходом эволюции, может увидеть, что за этим как бы стоит цель: организм как бы сознательно пытается усовершенствовать себя. Трудно поверить, что случайные процессы, успехи и неудачи могут дать такие результаты, которые мы сегодня видим вокруг себя. Но при наличии достаточного количества времени и при наличии системы естественного отбора, которая допускает гибель миллионов особей, так, что могут утвердиться немногие улучшения, случайные процессы делают свою работу. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ГРУЗ Но почему молекулы ДНК то и дело копируют себя несовершенно? Копирование -- случайный процесс. Когда нуклеотидные строительные блоки выстраиваются против пряди ДНК, только один-единственный определенный нуклеотид должен идеально соответствовать по строению каждому расположенному против него определенному нуклеотиду уже существующей пряди. Только этот должен, так сказать, приклеиться. Нуклеотиды остальных трех разновидностей не должны делать этого. Однако при слепом движении молекул нуклеотид, которому вообще говоря, здесь не место, не успев отскочить, может быть зажат с обеих сторон другими нуклеогидами, которые преждевременно заняли соответствующие распорядку свои места. Теперь у нас новая прядь ДНК, которая не точно соответствует тому, что требовалось, а отличается одним нуклеотидом и поэтому будет производить фермент, отличающийся одной аминокислотой. Несмотря на это, несовершенная прядь оформилась в новую модель и в новых копированиях будет воспроизводить себя, а не первоначальный оригинал. При естественных обстоятельствах шанс несовершенного копирования пряди ДНК только 1 на 50000-100 000 случаев, но в живых организмах существует так много генов и происходит так много копирований, что шанс мутации становится непреложным фактом. У людей примерно 2 из 5 оплодотворенных яйцеклеток содержат по крайней мере один мутировавший ген. Это означает, что около 40 процентов людей так или иначе являются мутантами в отношении своих родителей. Поскольку мутировавший ген передается по наследству, покуда не "вымрет", по некоторым оценкам каждый человек несет в себе примерно восемь мутировавших генов -- и почти во всех случаях мутация генов является неблагоприятной. (Тем обстоятельством, что мы почти не ощущаем этого, мы обязаны тому, что гены формируются парами, и если один ненормален, то нас поддерживает другой.) Вероятность мутаций зависит лишь от слепой случайности. Существуют факторы, которые увеличивают вероятность несовершенного копирования, например, различные химикаты, которые вмешиваются в четкую работу ДНК и затрудняют ее стремление работать только с соответствующими нуклеотидами. Поскольку молекула ДНК очень сложна, в нее способны внедряться многие химикаты. Такие химикаты называют "мутагенами". Существуют также субатомные частицы с их выходками. Молекулы ДНК спрятаны в хромосомах, которые сами погребены в ядрах, в центре клеток, и химикатам не так-то просто добраться до них. Субатомные частицы, однако, легко пробиваются в клетки, и, ударяя в молекулы ДНК, способны выбить из их структуры какие-либо атомы или изменить их физически. Работа молекул ДНК в этом случае будет нарушена настолько, что они вообще потеряют способность копироваться, и клетка может погибнуть. Если большое число жизненно важных клеток убито, индивидуум может погибнуть от "лучевой болезни". При менее сильном воздействии клетка может выжить, а произойдет лишь мутация. (Мутация может вызывать заболевание раком, и известно, что энергетическое излучение канцерогенно точно так же, как и мутагенно. Собственно, одно подразумевает другое.) Конечно, если яйцеклетки или клетки спермы испытывают такое воздействие, образуются отпрыски с мутациями, иногда настолько радикальными, что наблюдаются серьезные врожденные дефекты. (Это может быть вызвано также и химическими мутагенами.) Мутагенный эффект радиации был впервые продемонстрирован в 1926 году американским биологом Германом Джозефом Мюллером (1890-1967), когда он исследовал мутации на плодовых мушках; для удобства он размножал их и подставлял под рентгеновские лучи. Рентгеновские лучи и радиоактивное излучение были недоступны до двадцатого века, но это не означает, что тогда не было мутагенных форм радиации. На протяжении жизни солнечный свет существовал всегда, а солнечный свет -- тоже слабый мутаген, так как содержит излучение (поэтому слишком длительное пребывание на солнце увеличивает вероятность заболевания раком кожи). Кроме того, существуют космические лучи, которым жизнь подвергается постоянно. Нет сомнения (хотя кое-кто может не согласиться), что космические лучи вследствие мутаций, которые они вызывают, были главной движущей силой эволюции в течение последних нескольких миллиардов лет. Так что восемь мутировавших генов на индивидуум -- почти все вредоносные -- это, так сказать, цена, которую мы платим за кое-какие благоприобретения, от которых зависит будущее. Конечно, если немного -- хорошо, это не означает, что много -- лучше. Наиболее неблагоприятные мутации, возникшие по какой бы то ни было причине, подтачивают здоровье данной особи, поскольку в результате дают ряд индивидуумов, так сказать, "ниже нормы". Это "генетический груз" для таких особей (термин впервые применен Г. Дж. Мюллером). Однако имеется все же существенный процент индивидуумов без серьезных неблагоприятных мутаций, а также немного индивидуумов, обладающих благоприятными мутациями. Им удается последовательно перебороть и выпестовать ненормативных, так что в целом особи выживают и развиваются, несмотря на генетический груз. Но что, если генетический груз возрастет из-за того, что по какой-то причине возрастет частота мутаций? Это означает, что будет больше индивидуумов ниже нормы и меньше нормальных, лучших по качествам особей. При этих условиях просто может не оказаться достаточного количества нормальных или лучших по качествам индивидуумов, чтобы сохранить особи растущими, несмотря на всех ненормативных индивидуумов. Короче говоря, увеличивающийся генетический груз не ускорит эволюцию, как можно было бы предполагать, а ослабит особи, приведет к их вымиранию. Малый генетический груз -- полезен, большой -- смертелен. Но что может вызвать увеличение частоты мутаций? Случайные факторы остаются случайными, и большинство мутагенных факторов в прошлой истории -- солнечный свет, химикаты, естественная радиоактивность -- были более или менее постоянными в своем влиянии. А как насчет космических лучей? Что, если по какой-либо причине интенсивность космических лучей, достигающих Земли, увеличится? Не может ли это ослабить многие особи и привести к великому умиранию благодаря генетическому грузу, который станет слишком большим для того, чтобы выжить? Даже если согласиться с тем, что имевшие место великие умирания в истории Земли были связаны с высыханием внутренних морей, не могло ли привести к великому умиранию также и неожиданное увеличение интенсивности космических лучей? Вероятно, могло, но что в таком случае вызывало неожиданное увеличение интенсивности космических лучей? Одна возможная причина -- расширение сферы действия сверхновых, которые, в конечном счете, являются основным источником космических лучей. Но это маловероятно. В сотнях миллиардов звезд нашей Галактики общее количество сверхновых из года в год, из века в век, остается приблизительно одним и тем же. А не могло ли быть так, что расположение сверхновых меняется, что одно время большее их число находится на другом конце Галактики, а в другое время большее число их находится на нашем конце? Собственно, это не воздействовало бы на интенсивность космических лучей так сильно, как можно подумать. Поскольку частицы космических лучей движутся искривленными путями благодаря большому числу обширных магнитных полей в Галактике, они имеют тенденцию, так сказать, размазываться, распределяться равномерно по Галактике, независимо от места происхождения. Сверхновыми постоянно образуются большие количества частиц новых космических лучей, в меньшем количестве их образуют обычные гигантские звезды, частицы эти постоянно ускоряются и становятся более энергетичными. При достаточном ускорении они вообще улетают из Галактики, к тому же большие их количества постоянно попадают в звезды и другие объекты Галактики. Возможно, за 15 миллиардов лет существования Галактики установилось равновесие, и сколько частиц космических лучей образуется, столько же и исчезает. По этой причине мы можем считать, что интенсивность космических лучей вблизи Земли будет оставаться постоянной. Существует, однако, одно возможное исключение. Если бы сверхновая взорвалась вблизи Земли, это могло бы вызвать бедствие. Я рассматривал ранее такие близкие сверхновые и пришел к выводу, что шансы такого происшествия в обозримом будущем очень малы. Даже в этом случае у меня речь шла только о свете и о тепле, которые мы могли бы получить от подобного объекта. А как же насчет космических лучей, которые бы мы получили, поскольку расстояние от близкой сверхновой было бы для нас слишком малым, чтобы рассчитывать на достаточное их распространение и рассеяние их магнитными полями? В 1968 году американские ученые К. Д. Терри и В. X. Такер обратили внимание на довольно большую сверхновую, которая излучала космические лучи в триллион раз интенсивнее, чем Солнце, и это излучение в космос продолжалось по крайней мере неделю. Если бы такая сверхновая была от нас на расстоянии хотя бы в 16 световых лет, энергия космических лучей, достигающих нас даже с такого огромного расстояния, была бы равна суммарной солнечной радиации за этот же период, и этого должно было бы хватить, чтобы каждый из нас (возможно, также и большинство других форм жизни) получил смертельную дозу радиации. Дополнительное тепло, доставляемое такой сверхновой, и тепловая волна, которая получилась бы в результате, в таком случае не имели бы уже никакого значения. Конечно, нет настолько близких к нам звезд, способных взорваться в гигантскую сверхновую, такой ситуации не было в прошлом и, насколько нам известно, не ожидается и в обозримом будущем. Однако сверхновая, находящаяся гораздо дальше, могла бы тоже причинить значительный вред. В настоящее время интенсивность космических лучей, достигающих атмосферы Земли, составляет около 0,03 рентгена в год, и потребовалось бы в 500 раз больше, или 15 рентген в год, чтобы причинить вред. И все же по частоте сверхновых, по их случайным позициям и размерам Терри и Такер рассчитали, что вследствие взрывов сверхновых Земля могла бы получать концентрированную дозу излучения в 200 рентген, примерно каждые 10 миллионов лет, и значительные дозы, соответственно, в более длительные интервалы. За 600 миллионов лет, со времени, до которого добирается изучение окаменелостей, существует реальный шанс, что по крайней мере одна вспышка в 25 000 рентген достигла нас. Безусловно, это могло бы привести к бедствию, но существуют естественные механизмы, снижающие эффективность бомбардировки космическими лучами. Например, я только что говорил об интенсивности космических лучей, достигающих атмосферы Земли. Это было сказано намеренно, потому что атмосфера не вполне прозрачна для космических лучей. Когда космические частицы несутся мимо атомов и молекул, составляющих атмосферу, рано или поздно происходят столкновения. Атомы и молекулы разбиваются вдребезги, и частицы вылетают из них уже как "вторичная радиация". Вторичная радиация менее энергетична, чем "основная радиация", состоящая из частиц космических лучей в открытом космосе, но она все еще достаточно энергетична, чтобы принести немало вреда. Однако и вторичная радиация претерпевает дальнейшие столкновения с атомами и молекулами в атмосфере Земли, и к тому времени, когда летящие частицы достигают поверхности Земли, атмосфера поглощает существенную часть энергии. Короче говоря, атмосфера действует, как защитное одеяло, не до конца эффективное, но не такое уж и неэффективное. Астронавты на околоземной орбите или на Луне подвергаются более интенсивной бомбардировке космическими лучами, чем мы на поверхности Земли, и это приходится учитывать. Астронавты во время сравнительно коротких выходов в космос могут получить дополнительную дозу радиации, но обитателям космических поселений такая  опасность не грозит. Ведь поселения можно спроектировать со стенами, достаточно толстыми, чтобы обеспечить по крайней мере такую же защиту от космических лучей, какую дает атмосфера Земли. Правда, если наступит время, когда основная часть человечества разместится в космических поселениях и сочтет себя свободной от перипетий Солнца -- она будет безразлично относиться к тому, что Солнце превратится сначала в красного гиганта, а потом станет белым карликом, -- прилив и отлив потока космических лучей может оказаться его главной заботой и главной угрозой катастрофы. Возвращаясь снова к Земле, замечу: пока атмосфера сохраняет свою настоящую структуру и состав, нет причин полагать, что ее защитное действие ослабнет и сделает нас более уязвимыми при увеличении интенсивности космических лучей. Существует, однако, и другой вид защиты, который нам предоставляет Земля. Он более эффективен, но зато менее долговечен, и чтобы это объяснить, понадобится небольшое отступление. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ Уже за 600 лет до н. э. греческий философ Фалес (624 - 546 до н. э.) впервые проводил опыты с естественными магнитными минералами и открыл, что они могут притягивать железо. Со временем узнали, что минерал магнитный железняк (который известен нам, как окись железа) можно использовать для притягивания тонких кусочков стали, которые потом проявляют это свойство более интенсивно, чем сам магнитный железняк. В средние века открыли, что если намагниченную иголку поместить на легкий плавающий предмет, то эта иголка непременно остановится в направлении север-юг. Один конец иголки был поэтому назван северным магнитным полюсом, а другой -- южным. Первыми, заметившими этот факт незадолго до 1100 года, были китайцы, приблизительно век спустя он стал известен и европейцам. Именно использование намагниченной иголки в качестве "морского компаса" обезопасило европейских штурманов в море и позволило совершать дальние путешествия, а вскоре после 1400 года привело к великим географическим открытиям, которые дали Европе мировое господство почти на пять веков. (Финикийцы, викинги и полинезийцы совершали замечательные морские путешествия без компасов, но подвергались большому риску.) Способность иглы компаса казалась поначалу весьма загадочной, и наименее мистическое объяснение состояло в том, что на дальнем севере находится гора из магнитной руды и она притягивает иголки. Естественно, рождались рассказы о кораблях, рискнувших приблизиться к этому огромному магниту. В этом случае магнит вытаскивал гвозди из кораблей, корабли распадались на части и тонули. Одна из таких историй содержится в "Тысяче и одной ночи". Английский врач Уильям Гильберт (1544-1603) дал в 1600 году гораздо более интересное объяснение. Он придал куску магнитного железняка форму шара и исследовал направления, которые указывала игла компаса рядом с этим шаром. Он установил, что она вела себя в отношении магнитного шара точно так же, как и в отношении Земли. Он заключил из этого, что Земля представляет собой огромный магнит с северным магнитным полюсом в Арктике и южным магнитным полюсом в Антарктике. В 1831 году шотландским исследователем Джеймсом Кларком Россом (1800-1862) было определено местоположение северного магнитного полюса, он оказался на западном берегу полуострова Бутия на крайнем севере Северной Америки. На этом месте северный конец иглы компаса указал прямо вниз. Местоположение южного магнитного полюса было определено в 1909 году австралийским геологом Эджвортом Дэвидом (1858-1934) и британским исследователем Дугласом Моусоном (1882-1958), он оказался на краю Антарктиды. Но почему Земля -- магнит? С тех пор как английский ученый Генри Кавендиш (1731-1810) измерил в 1798 году массу Земли, стало ясно, что плотность Земли слишком высока, чтобы она состояла только из камня. Родилась идея, что центр ее состоит из металла. Так как уже было известно, что большинство метеоритов состоит из железа и никеля в соотношении примерно 10:1, возникла мысль, что и центр Земли может состоять из подобной же смеси металлов. Об этом впервые заявил в 1866 году французский геолог Габриэль Август Дебре (1814-1896). В конце девятнадцатого века были детально изучены волны землетрясений, распространяющиеся по Земле. Было доказано, что эти волны, проникая на глубину до 2900 километров, резко изменяют направление. В 1906 году предположили, что на этой глубине происходит резкое изменение химического состава, что волны здесь, пройдя каменную мантию, достигают металлического ядра. Теперь это подтвердилось. Земля имеет железо-никелевое ядро, то есть сферу приблизительно 6900 километров в диаметре. Это ядро составляет одну шестую объема Земли, а из-за своей высокой плотности -- одну треть ее массы. Есть искушение предположить, что это-то железное ядро и является магнитом, и что это объясняет поведение стрелки компаса. Однако это не так. В 1896 году Французский физик Пьер Кюри (1859-1906) доказал, что магнитная субстанция теряет магнетизм, если ее нагреть до достаточно высокой температуры. Железо теряет свои магнитные свойства в точке Кюри -- 760°С. Для никеля точка Кюри составляет 356°С. Возможно, температура железо-никелевого ядра выше точки Кюри? Действительно, волны некоторых типов землетрясений никогда не проникают в ядро из мантии. Они относятся к таким волнам, которые не могут двигаться по жидкостному телу, и выходит, что ядро -- жидкое, и оно достаточно горячо, чтобы состоять из жидкого никелевого железа. Точка плавления железа 1535°С при обычных условиях и должна быть еще выше при большом давлении на границе ядра, уже только из этого следует, что ядро не может быть таким же магнитом, каким был кусок обычного железа. Однако наличие жидкого ядра открыло новые возможности. В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед (1777-1851) открыл возможность производить магнитные эффекты с помощью электричества (электромагнетизм). Если электрический ток проходит по проволочной спирали, возникает магнитный эффект, очень похожий на тот, который производил бы обычный брусочный магнит, если бы мы мысленно разместили его вдоль оси спирали. Основываясь на этом, американский геофизик немецкого происхождения Вальтер Мориц Эльзассер (р. 1904) в 1939 году высказал предположение, что вращение Земли может образовывать в ее жидком ядре завихрения, своего рода обширные, медленные водовороты расплавленного никелевого железа. Атомы состоят из электрически заряженных субатомных частиц, и из-за определенной структуры атома железа такие водовороты могли бы создавать эффект электрического тока, текущего по кругу. Поскольку водовороты образуются благодаря вращению с запада на восток, они бы тоже восприняли движение с запада на восток, и железо-никелевое ядро тогда бы действовало как брусок магнита, поставленный по вертикали север-юг. Магнитное поле Земли, однако, не всегда постоянно. Магнитные полюса с годами меняют свое положение и по какой-то причине, которую мы пока не можем объяснить, находятся примерно в 1600 километрах от географических полюсов. К тому же магнитные полюса расположены не точно на противоположных сторонах Земли. Линия, опущенная от северного магнитного полюса к южному, пройдет приблизительно в 1100 километрах в стороне от центра Земли. Вдобавок магнитное поле изменяется из года в год по напряженности. Сопоставив все эти вещи, можно задуматься над тем, что же произошло с магнитным полем в прошлом и что может произойти с ним в далеком будущем. К счастью, есть способ разобраться по крайней мере с прошлым. Среди компонентов лавы, извергаемой вулканами, обнаруживаются различные слабо магнитные минералы. Молекулы этих минералов имеют свойство ориентироваться вдоль магнитных силовых линий. Пока минералы в жидком виде, это свойство преодолевается беспорядочным движением молекул, связанным с высокой температурой. Однако, когда вулканическая порода медленно остывает, беспорядочное движение молекул замедляется, и в конечном счете молекулы ориентируются на север и юг. Когда лава застывает, эта ориентация фиксируется. Молекула за молекулой застывают, и наконец образуются целые кристаллы, в которых мы можем обнаружить их магнитные полюса: северный полюс, указывающий на север, и южный полюс, указывающий на юг, точно так же как и магнитный компас. (Мы можем установить, где северный полюс кристалла или любого другого магнита, так как он отталкивает северный полюс стрелки компаса.) В 1906 году французский физик Бернар Брюнес обнаружил, что некоторые вулканические кристаллы намагничены в направлении, противоположном нормальному. Их северные магнитные полюса (как установлено стрелкой компаса) указывали в южном направлении. Спустя годы после оригинального открытия Брюнеса было изучено огромное количество вулканических пород и установлено, что хотя во многих случаях у кристаллов северные магнитные полюса указывают на север, как и обычно, во многих других случаях у кристаллов их северные магнитные полюса указывают на юг. Очевидно, магнитное поле Земли периодически меняется на противоположное. Измеряя возраст изучаемых горных пород (всеми известными методами), установили, что последние 700 000 лет магнитное поле находилось в его настоящем положении, которое мы назовем "нормальным". До этого в течение примерно миллиона лет оно было в "противоположном" положении, за исключением двух периодов по 100 000 лет, в течение которых оно было нормальным. В общем, за последние 76 миллионов лет установлено не менее 171 перемены расположения магнитного поля. Средняя продолжительность периода полной перемены положения составляет около 450 000 лет, а два возможных положения, нормальное и противоположное, занимают в конечном счете такое же количество времени. Однако время между переменами положения сильно изменяется. Самое продолжительное время между переменами положения составляет 3 миллиона лет, самое короткое -- 50 000 лет. Каким же образом происходит перемена положения на обратное? Неужели магнитные полюса Земли только и знают, что все время гуляют по земному шару, один прогуливается от Арктики до Антарктики, другой -- в обратном направлении? В таком случае должны быть обнаружены кристаллы, которые ориентированы примерно на восток или на запад, а их нет. Более вероятным представляется то, что просто изменяется напряженность магнитного поля. Она падает порой до нуля, а затем снова растет, но уже в другом направлении. Со временем она опять падает до нуля и опять начинает расти уже в первоначальном направлении, и так далее. Это некоторым образом похоже на то, что происходит с циклом солнечных пятен. Солнечные пятна увеличиваются количественно, затем уменьшаются, затем начинают увеличиваться снова в обратном направлении по отношению к своему магнитному полю. Затем они уменьшаются опять и снова начинают увеличиваться в первоначальном направлении. Как пики солнечных пятен попеременно нормальные и обратные, точно так и пики магнитного поля Земли попеременно нормальные и обратные. Только изменения магнитного поля Земли намного менее регулярны, чем цикл солнечных пятен. Представляется вероятным, что изменение напряженности магнитного поля Земли и перемена его ориентации на противоположную связаны с самой Землей, с изменением скорости и направления вращения вещества в жидком ядре Земли. Иначе говоря, жидкое ядро вращается в каком-то определенном направлении, затем вращение замедляется до кратковременной полной остановки, после чего начинается вращение в другом направлении, затем вращение опять замедляется до полной остановки и опять начинается в другом направлении, и так далее. Отчего направление меняется, отчего изменяется скорость и отчего так неправильно, -- мы пока сказать не можем. Но зато мы очень хорошо знаем, как магнитное поле Земли влияет на ее бомбардировку космическими лучами. В 20-х годах XIX века английский ученый Майкл Фарадей (1791-1867) разработал теорию "силовых линий". Это воображаемые линии, идущие по кривой от северного магнитного полюса и отмечающие путь, вдоль которого напряженность магнитного поля имеет постоянное значение. Намагниченная частица может свободно двигаться вдоль силовых линий. Но чтобы пересечь силовые линии, требуется энергия. Магнитное поле Земли окружает Землю магнитными силовыми линиями, соединяющими ее магнитные полюса. Любая заряженная частица, летящая из открытого космоса, чтобы достигнуть поверхности Земли должна пересечь эти силовые линии, а при этом она теряет энергию. Если вначале она обладает небольшим количеством энергии, она может лишиться ее, так и не достигнув земной поверхности. В таком случае она способна двигаться только вдоль силовой линии, по спирали, вплотную к ней и переходя от северного магнитного полюса Земли к южному, снова к северному, и снова к южному, и так далее. Это происходит со многими частицами солнечного ветра, поэтому всегда существует большое количество заряженных частиц, двигающихся вдоль силовых линий магнитного поля Земли и образующих то, что мы называем "магнитосферой", которая находится далеко вне атмосферы. Силовые линии сходятся у двух магнитных полюсов, и там частицы, следуя по этим линиям, движутся к поверхности Земли и ударяют в верхние слои атмосферы. В процессе столкновения с атомами и молекулами они отдают свою энергию и порождают изумительное по красоте явление ночного полярного неба: на севере -- северное сияние, на юге -- южное сияние. Частицы, которые особенно энергетичны, могут пересечь все силовые линии и нанести удар по поверхности Земли, но всегда с меньшей энергией, чем начальная. Кроме того, они отклоняются на север и юг, и чем меньшей энергией они обладают, тем дальше они отклоняются. Космические частицы достаточно энергетичны, чтобы пробить земную поверхность, но они при этом сильно ослабевают и тоже отклоняются, так как существует "широтный эффект". Космические лучи наименее интенсивно проникают к Земле у экватора и наиболее интенсивно на севере и юге. Плотность жизни на суше тоже уменьшается по мере продвижения от тропиков к полюсам (морская жизнь до определенной степени защищена толщей воды), и наличие широтного эффекта приводит к общему конечному результату, который состоит не только в том, что космические лучи ослабевают в магнитном поле, но они еще и сдвигаются от регионов с интенсивной жизнью к регионам с менее интенсивной жизнью. Даже несмотря на то, что космические лучи на магнитных полюсах, где они наиболее интенсивны, как представляется, не влияют на жизнь, это совсем не означает, что мутагенный эффект космических лучей ослабевает благодаря существованию магнитного поля Земли. Когда уменьшается напряженность магнитного поля Земли, его защищающее от космических лучей действие ослабевает. В периоды, когда магнитное поле претерпевает перемену направления на обратное, Земля какое-то время остается вообще без магнитного поля, и поток космических лучей не ослабляется и не отклоняется. В этот период тропическая и умеренные зоны, которые несут основной груз жизни на суше (включая человеческую жизнь), подвергаются большему воздействию космических лучей, чем в какое-либо иное время. Что если в период такой перемены магнитного поля поблизости случится взрыв сверхновой? Ее воздействие на Землю будет значительно большим, чем при наличии у Земли магнитного поля. Не случилось ли так, что одно (или более) из великих умираний произошло как раз тогда, когда близлежащая сверхновая взорвалась в период перемены направления магнитного поля на обратное? Это маловероятно, близкое расположение сверхновой случается крайне редко, и перемена направления магнитного поля на обратное тоже происходит редко. Совпадение двух очень редких явлений гораздо менее вероятно, чем возникновение одного из них. И все же совпадение возможно. А если так, то что же насчет будущего? Магнитное поле Земли, по-видимому, потеряло 15 процентов силы, которую оно имело в 1670 году, когда впервые производились надежные измерения, и при настоящем темпе падения оно достигнет нуля к 4000 году нашей эры. Даже если не будет общего увеличения космических частиц из-за находящейся поблизости сверхновой, число частиц, достигающих места главной концентрации человечества, будет примерно вдвое больше, чем сейчас, и генетический груз человечества может в результате заметно увеличиться. Эффект, вероятно, не будет очень сильным, если поблизости не взорвется сверхновая, а этого не может быть, потому что ближайшей сверхновой к 4000 году является Бетельгейзе, а она не настолько близко, чтобы из-за этого волноваться, даже в отсутствие магнитного поля. Конечно, совпадение может произойти в более отдаленном будущем, но ни близлежащая сверхновая, ни перемена на обратное магнитного поля не смогут, скорее всего, застать нас врасплох. И те и другие события дадут достаточно заблаговременное предупреждение и возможность подготовиться к защите от внезапного прорыва космических лучей. Однако это пока единственная, на мой взгляд, катастрофа, которая (повторяю) могла бы воздействовать на космические поселения более опасно, чем на Землю. Часть четвертая КАТАСТРОФЫ ЧЕТВЕРТОГО КЛАССА 12. КОНКУРЕНЦИЯ ВИДОВ КРУПНЫЕ ЖИВОТНЫЕ Давайте остановимся и подведем некоторые итоги. Из катастроф третьего класса, которые мы только что рассмотрели, катастроф, в которых Земля в целом страдает от ухудшения своего жизненного пространства, вероятно, единственным по-настоящему неблагоприятным событием является ледниковый период или, наоборот, таяние существующих ледников. Если то и другое будет происходить своим путем, как это обыкновенно происходит в природе, процесс этот будет идти очень медленно и, определенно, займет не одну тысячу лет, а значит, и то, и другое люди смогут перенести или, что еще более вероятно, повлиять на них. Значит, человечество может прожить достаточно долго, чтобы дождаться катастрофы второго класса, такой, при которой Солнце претерпевает изменения, делающие жизнь на Земле невозможной. Солнце может стать красным гигантом только через несколько миллиардов лет, и повлиять на этот процесс пока невозможно, и единственный вариант спасения состоит в том, что от Солнца можно уклониться. Значит, человечество может прожить достаточно долго, чтобы дождаться катастрофы первого класса, при которой вся Вселенная станет необитаемой. Наиболее вероятной причиной этого, по моему мнению, является образование нового космического яйца. Как бы то ни было здесь уже ни повлиять, ни уклониться нельзя. По сути это -- абсолютный конец жизни. Но этого не случится в течение, примерно, триллиона лет, и кто знает, на что к тому времени будет способна техника. И все же мы не можем чувствовать себя в безопасности даже до следующего ледникового периода, есть более непосредственные опасности, которые нам угрожают, хотя Вселенная, Солнце и Земля останутся такими же, как сегодня. Иначе говоря, нам предстоит рассмотреть катастрофы четвертого класса, такие катастрофы, которые угрожают существованию на Земле жизни именно человека, тогда как вообще жизнь на планете может продолжать существование как и до сих пор. Но что же способно привести к концу человечество, в то время как жизнь в целом останется? Начнем с того, что люди -- это особый вид организмов, а вымирание является обычной участью видов. По крайней мере 90 процентов всех видов, которые когда-либо жили, вымерли, а те, что сохранились до сегодняшнего дня, большей частью не столь многочисленны или не настолько процветают, как когда-то. Фактически многие из них находятся на грани вымирания. Вымирание может происходить вследствие изменений в окружающей среде, которые губят виды, не способные пережить по той или иной причине эти отдельные изменения. Мы уже рассматривали некоторые типы изменений окружающей среды и будем рассматривать другие. Однако вымирание может произойти и непосредственно в конкуренции видов, будучи итогом победы одного вида над другим или группы видов над другими. Так, в большей части мира плацентарные млекопитающие выжили и вытеснили сумчатых и однопроходных, боровшихся за жизнь в одной и той же окружающей среде. Только в Австралии сохранилось процветающее разнообразие сумчатых и даже пара видов однопроходных, потому что Австралия откололась от Азии еще до того, как развились плацентарные виды. Существует ли вероятность того, что мы можем быть каким-либо образом стерты с лица Земли той или иной формой жизни, лишены возможности дальнейшего существования? Мы не единственная в мире форма жизни. Насчитывается около 350 000 видов растений и, примерно, 900 000 видов животных. Существуют, может быть, еще миллион или два видов, которые пока не открыты. Представляют ли какие-либо из этих других видов серьезную опасность для нас? На ранней стадии существования семейства гоминидов опасности такого рода существовали на каждом шагу. Наши гоминидные предки, одетые только в собственную кожу и не обладающие никакими орудиями, кроме собственных рук, не могли противостоять крупным хищникам и даже крупным травоядным. Первые гоминиды, должно быть, собирали пищу неактивного растительного мира, и, может быть, иногда, подталкиваемые голодом, питались мелкими животными, каких только могли поймать, как это ныне делают шимпанзе. Когда же дело касалось чего-то ростом с человека или больше, ранним гоминидам оставалось только спасаться бегством или прятаться. Однако даже на ранних стадиях гоминиды учились пользоваться орудиями. Рука гоминида была хорошо устроена и могла держать ветку дерева или берцовую кость, а с ними гоминид уже не был безоружен и мог с большей уверенностью противостоять копытам, крепким челюстям и клыкам. Появились гоминиды с более крупным мозгом, они научились изготавливать каменные топоры и копья с каменными наконечниками, и ситуация повернулась в их пользу. Каменный топор был лучше, чем копыто, копье с каменным наконечником -- лучше, чем клыки или челюсти. Как только появился Homo sapiens, и как только люди начали охотиться группами, стало возможным (с определенным риском, конечно) убивать или тяжело ранить крупных животных. Во время последнего периода оледенения эти люди были уже вполне способны охотиться на мамонтов. Не исключено, что как раз охота привела мамонтов (и других крупных животных) к вымиранию. Использование огня дало людям оружие и защиту, ни один из других видов не мог ни копировать их, ни противостоять им. С огнем люди могли не опасаться хищников. С тех пор животные, какими бы крупными и мощными они ни были, избегали огня, чуя его издалека. К началу цивилизации крупные хищники, по существу, были уничтожены. Конечно, отдельные люди все еще оставались беспомощными, если в западне оказывался лев, медведь или другое плотоядное животное, или даже разъяренное травоядное вроде водяного буйвола или зубра. И все-таки уже на заре цивилизации, если возникала необходимость избавить какое-то место от опасного животного, люди всегда могли это сделать, хотя подчас это было связано с потерями среди них. Более того, хорошо вооруженные люди, решившиеся убить животное ради забавы или поймать его, чтобы выставить напоказ, всегда могли это сделать, хотя опять-таки с возможными потерями. Даже сегодня с людьми происходят отдельные несчастные случаи, но никто и мысли не допускает, что человеку как виду угрожает какое-либо животное, или даже все существующие животные вместе взятые. Несомненно, ситуация полностью поменялась на обратную. Человечество с минимальными усилиями может довести всех крупных животных до вымирания и, несомненно, должно предпринять сознательные (иногда почти безнадежные) усилия не делать этого. Исход сражения предрешен, и человечество чуть ли не сожалеет о потере достойного противника. В древности, когда победа была уже обеспечена, возможно, сохранялись еще призрачные воспоминания о временах, когда животные были более опасными, более угрожающими, более смертоносными, и в жизни поэтому было больше тревог и волнений. Естественно, ни одно из известных животных уже не могло представляться существенно опасным и угрожающим для соединенных усилий, и возникли мифические животные. В Библии мы читаем о "бегемоте", который был, по-видимому, слоном или гиппопотамом, но которого создатели легенды увеличили до огромных размеров; ни одно животное на самом деле не могло быть таким большим. Мы также читаем о "левиафане", который, возможно, вдохновлен крокодилом или китом, но который опять-таки был преувеличен До невозможности. В Библии упоминаются и гиганты в человеческом облике, ими изобилует и фольклор. Таковы, например, Полифем, одноглазый Циклоп в "Одиссее", и великаны, которые угрожают молодым парням в английских народных сказках. При недостаточной величине животным придают смертоносную силу, какой они, собственно, не обладают. У крокодила вырастают крылья, и он дышит огнем, становясь наводящим страх драконом. Змеи, которые на самом деле могут убить, лишь укусив, наделяются способностью убивать дыханием или даже взглядом, становясь василисками. Осьминог, головоногое животное, возможно, дал повод для сказки о девятиголовой Гидре (убитой Гераклом), или о многоголовой Сцилле (из-за которой Одиссей потерял шесть человек), или о Медузе с волосами из живых змей, которая превращала в камень взглянувших на нее людей (и которая была убита Персеем). Существовали комбинации существ. Были кентавры с головой и туловищем человека, соединенными с телом лошади (инспирированные крестьянами, впервые увидевшими всадников). Были сфинксы с головой и торсом женщины, соединенными с телом льва, грифоны -- сочетание орла и льва, химеры, которые были сочетанием льва, козы и змеи. Были и более добродушные твари: крылатые лошади, единороги и так далее. Общим для всех них было то, что они никогда не существовали, и даже если бы они все-таки существовали, они бы не могли противостоять Homo sapiens. Конечно, и в легендах они никогда не побеждали: рыцарь в итоге убивал дракона. А великаны, даже если бы они существовали, но были бы такими примитивными и неразумными, какими всегда описывались, они бы никогда не представляли для нас опасности. МЕЛКИЕ ЖИВОТНЫЕ Мелкие животные на самом деле могут представлять большую опасность, чем крупные. Конечно, отдельное мелкое млекопитающее менее опасно, чем крупное, по очевидным причинам. В распоряжении мелкого меньше энергии, его легче убить, оно менее эффективно дает отпор. Вообще мелкие млекопитающие не склонны давать отпор, они спасаются бегством. А из-за того, что они мелкие, им легче спрятаться, ускользнуть в укромные уголки и щели, где их нельзя увидеть и откуда их нелегко достать. Если за ними не охотятся как за пищей, их чрезвычайная малость увеличивает их незначительность и возможность спастись от преследования. Отдельно взятое мелкое млекопитающее в общем не влияет существенно на окружающее. Мелкие организмы также более короткоживущие, чем крупные, но живут гораздо быстрее, то есть раньше достигают половой зрелости, раньше приносят потомство. Более того, для производства мелкого млекопитающего требуется гораздо меньше энергии, чем для производства крупного. У мелких млекопитающих длительность беременности короче и количество произведенного за раз потомства больше, чем у крупных млекопитающих. И вот что получается. Человек не достигает половой зрелости ранее тринадцати лет, беременность длится девять месяцев, и женщина в течение своей жизни при благоприятных обстоятельствах может иметь десяток детей. Если бы человеческая пара имела десять детей, и если бы все они имели по десять детей, то за три поколения общее количество потомков первоначальной пары составило бы 1110 человек. С другой стороны, серая крыса достигает половой зрелости в возрасте от десяти до двенадцати недель. Она может произвести потомство от трех до пяти раз в год и в помете от четырех до двенадцати крысят. Такая крыса живет три года, и за это время она может произвести на свет шестьдесят крысят. Если бы каждый из них произвел тоже шестьдесят, и каждый из этих шестидесяти -- тоже шестьдесят, то за три поколения было бы произведено на свет 219 660 крыс, и это за девять лет. Если бы эти крысы продолжали бесконтрольно размножаться в течение продолжительности жизни человека (семьдесят лет), то общее количество крыс только в конечном поколении было бы 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000, и они бы весили почти в миллион триллионов раз больше, чем Земля. Естественно, крысы не могут выжить все, и дело в том, что очень немногие из них живут достаточно долго, чтобы полностью осуществить свой потенциал воспроизводства, не вполне ясны и потери в этой схеме, ведь крысы являются существенной частью рациона более крупных животных. Тем не менее эта плодовитость, эта способность очень быстро производить на свет многочисленное потомство означает, что отдельная крыса, по существу -- ничто, и что уничтожение крыс, по существу, не дает эффекта. И хотя почти каждая крыса убивается в настоящем крестовом походе против животного, те, что остаются, могут восполнить дефицит с обескураживающей скоростью. Собственно, чем меньше организм, тем менее важен и эффективен индивидуум и тем более близок к бессмертному и потенциально опасному вид в целом. Более того, наличие плодовитости ускоряет процесс эволюции. Если в нескольких поколениях на крыс вредно воздействуют определенным ядом или делают уязвимой определенную особенность их поведения, то, в результате благоприятных мутаций, они становятся необычайно стойкими к данному яду или изменяют поведение, так, что становятся менее уязвимыми. Именно эти стойкие, менее уязвимые крысы имеют тенденцию выживать и давать приплод, и этот приплод, очень вероятно, унаследует стойкость и сравнительную неуязвимость. Следовательно, какая бы стратегия ни использовалась, чтобы сократить популяцию крыс, вскоре она перестает срабатывать. В итоге кое-кому представляется, что крысы злорадно умны. Конечно, они умны для такого маленького животного, однако, не настолько. Мы же ведем речь совсем не об индивидууме, а о плодовитом эволюционирующем виде. Собственно, вполне разумно предположить, что если и существует в жизни какое-нибудь свойство, которое наиболее благоприятно для выживания вида и которое поэтому делает вид наиболее успешным, то это -- плодовитость. Мы привыкли считать, что разум -- это вершина эволюции, мы судим так, исходя из собственной точки зрения, но это еще вопрос, является ли разум, в конечном счете, неизбежно победителем в сопоставлении с плодовитостью. Люди по существу уничтожили много крупных видов, которые не особенно плодовиты, но они даже не ослабили популяцию крыс. Еще одно свойство очень ценно для выживания -- это всеядность. Быть способным усваивать один и только один вид пищи -- это означает иметь тонко настроенные пищеварительную систему и обмен веществ. Животное не страдает ни от каких пищеварительных проблем до тех пор, пока достаточен запас его специфической пищи. Так австралийский коала, который ест только листья эвкалипта, чувствует себя на седьмом небе, пока находится на эвкалипте. Однако такое ограниченное меню ставит коалу в зависимость от обстоятельств. Там, где не растут эвкалипты, не живут и коалы (за исключением, естественно, зоопарков). Если эвкалипты исчезнут, исчезнут и коалы, даже в зоопарках. С другой стороны, животное с менее строгой диетой может перенести подобное несчастье. Потеря лучшей пищи означает, что надо удовлетвориться той, что похуже, но выжить можно. Одна из причин, по которой человек как вид процветает по сравнению с другими видами приматов, состоит в том, что Homo sapiens всеяден и ест почти все, в то время как другие приматы большей частью травоядные (горилла, например, полностью). К несчастью для нас, крыса тоже всеядна, и какое бы разнообразие пищи люди себе ни обеспечивали, крыса им удовлетворится. Поэтому, куда бы ни отправились люди, крыса идет следом. Если бы нас спросили, какое млекопитающее более всего угрожает нам сегодня, мы бы не могли ответить: лев или слон, которых мы можем стереть с лица Земли в любой момент, когда захотим. Нам придется сказать: серая крыса. Все же, если крысы более опасны, чем львы, и, по аналогии, скворцы более опасны (В России до последнего времени скворец считается птицей полезной, и мы бы поставили тут скорей воробья, который местами настолько вредит урожаям, что в Китае, например, некоторое время тому назад по всей стране в течение нескольких месяцев велась настоящая война по уничтожению этой птицы), чем орлы, то самое худшее, что можно сказать человечеству, это то, что борьба против мелких млекопитающих и птиц на данный момент в патовой ситуации. Они и другие, подобные им организмы раздражают и досаждают, и их нельзя удержать на этом уровне без больших хлопот. Тем не менее если мы не подвергнемся удару каким-либо иным образом, реальной опасности, что они уничтожат человечество, нет. Существуют организму еще более опасные, чем крысы или любые другие хищники. Если с крысами при их малых размерах и плодовитости трудно бороться, то что же сказать о других организмах, еще меньших по размерам и еще более плодовитых? Что сказать о насекомых? Насекомые из всех многоклеточных организмов намного более преуспевающи, если рассматривать их с точки зрения количества видов. Насекомые так мало живут и настолько плодовиты, что скорость их эволюции просто взрывная. Сейчас известно около 700 000 видов насекомых и только 200 000 видов животных всех других типов, вместе взятых. Более того, список видов насекомых не полон или даже далеко не полон. Порядка 6000 -- 7000 новых видов насекомых открывают каждый год, и не исключено, что существует по меньшей мере 3 миллиона видов насекомых. Что касается количества насекомых вообще, оно потрясающе. В Индии, например, на одном-единственном акре (Примерно 0,4 гектара.) влажной почвы может находиться до 4 миллионов насекомых различных видов. И в мире сейчас может быть до миллиарда миллиардов насекомых, около 250 миллионов насекомых на каждого живого мужчину, женщину и ребенка. Общий вес всех живущих на планете насекомых больше, чем общий вес всех других животных, вместе взятых. Почти все виды насекомых безвредны для человека. Лишь около 3000 видов насекомых из возможных 3 миллионов доставляют нам неудобства. Это насекомые, которые живут на нас, на нашей пище и на вещах, которые мы ценим, -- мухи, блохи, вши, осы, шершни, амбарные долгоносики, тараканы, ковровые мухи, термиты и так далее (Этот список, на наш взгляд, следует дополнить хотя бы клопами, комарами, саранчой, платяной молью, жучками-древоточцами, долгоносиками зелеными, колорадским жуком.). Некоторые из них -- гораздо больше, чем неудобство. В Индии, например, существует красный хлопковый жук. Он живет на растении хлопка. Каждый год им уничтожается половина выращенного в Индии хлопка Шаровые долгоносики питаются растениями хлопка в Соединенных Штатах. У нас с шаровым долгоносиком борются более успешно, чем в Индии с хлопковым жуком. Тем не менее в результате ущерба от шарового долгоносика каждый фунт хлопка, произведенного в Соединенных Штатах, стоит на десять центов дороже, чем стоил бы, если бы не было хлопкового долгоносика. Потери от ущерба, нанесенного насекомыми урожаям и имуществу человека, только в Соединенных Штатах достигают 8 миллиардов Долларов в год. Традиционное оружие, разработанное человеком в первобытные времена, было направлено против крупных животных, которых он больше всего боялся. Копья и стрелы, которые хороши против оленя, едва ли представляют ценность против кроликов или крыс. А направлять копье или стрелу против саранчи или комара настолько нелепо, что, вероятно, ни один нормальный человек этого не делал. Изобретение пушек и ружей ничего не дало для улучшения ситуации. Даже ядерное оружие не уничтожит мелких животных так же легко и совершенно, как самого человека. В таком случае начнем с того, что против мелких животных применялось биологическое оружие. Кошки, собаки и ласки использовались для ловли и уничтожения крыс и мышей. Небольшие плотоядные животные лучше приспособлены преследовать грызунов, куда бы те ни забирались, и поскольку эти плотоядные действуют скорее в поисках пищи, чем из-за того, что им досаждают, они проявляют большее рвение и целеустремленность, чем этого можно было бы ждать от людей. Особенно кошки, они были приручены в Древнем Египте, наверное, не столько за свои качества составлять компанию (чего мы почти не ожидаем от них в наши дни), сколько за умение расправляться с мелкими грызунами. Дело обстояло так, что кошки оказались между египтянами и уничтожением их зернового запаса. Одно из двух: либо кошки, либо голод; и неудивительно, что египтяне боготворили кошку и сделали ее главным уничтожителем грызунов. У насекомых тоже есть биологические враги. Птицы, маленькие млекопитающие и рептилии -- все они готовы истреблять насекомых, это -- их пища. Даже некоторые насекомые истребляют насекомых. Выберите нужного хищника, правильное время, необходимые условия, и вы можете сделать большой шаг в сторону контроля определенного насекомого-вредителя. Однако ранняя цивилизация не применяла таких биологических действий, и невозможно было найти насекомое, эквивалентное кошке. Собственно, действенного метода контроля за насекомыми не было, он появился примерно сто лет назад, когда стали применять опрыскивание ядами. С 1877 года для борьбы с насекомыми-вредителями стали применяться соединения меди, свинца и мышьяка. Одним из ядов, который особенно часто использовался, была "парижская зелень" (представляющая собой уксусно-мышьяковую соль меди). Она была достаточно эффективна. "Парижская зелень" не влияла на растения, которые ею опрыскивались. Растения питались неорганическими веществами из воздуха и почвы и заряжались энергией от Солнца. Минеральные кристаллики, оставшиеся на листьях, не мешали этому. Однако любое насекомое, пытавшееся съесть листья, немедленно погибало. Такие минеральные "инсектициды" (Термин "пестициды" вошел в обиход в недавние годы, поскольку эти химикаты воздействуют, кроме насекомых, и на другие организмы.) имеют свои недостатки. Кроме насекомых, они ядовиты и для других животных, а значит, и для человека. Более того, эти минеральные яды очень устойчивы. Дождь смывает часть минерала, он попадает в почву. Мало-помалу почва аккумулирует медь, мышьяк и другие элементы, и они в конце концов достигают корней растений. Таким образом они все-таки вредно воздействуют на растения, а почва постепенно отравляется. Кроме того, подобные яды могут отравить самих людей. Следовательно, они неэффективны против насекомых, которые делают своими жертвами людей. Естественно, делались попытки найти химикаты, которые приносили бы вред только насекомым и не накапливались бы в почве. В 1935 году швейцарский химик Пауль Мюллер (1889-1965) начал искать такие химикаты. Он хотел найти такое вещество, которое было бы недорого в производстве, у которого не было бы запаха и которое было бы безвредно для всей остальной жизни, кроме насекомых. Он вел поиски среди органических соединений углерода, близких к тем, что находятся в живых тканях, надеясь найти такое вещество, которое бы не было таким устойчивым в почве как минеральные соединения. В сентябре 1939 года Мюллер заинтересовался "дихлордифенилтрихлорэтаном", сокращенно ДДТ. Это соединение было впервые получено и описано в 1874 году, но в течение шестидесяти лет его инсектицидные свойства оставались неизвестными (Уже после написания этой книги и у ДДТ были обнаружены вредные для окружающей среды свойства, и применение его в России (а также и в других странах) было запрещено). Были открыты и многие другие органические пестициды, и война человека против насекомых-вредителей получила более благоприятный поворот. Но все-таки не полностью благоприятный. Способность эволюционного изменения насекомых -- это то, с чем приходилось считаться. Так, если, скажем, инсектициды убили всех насекомых, кроме небольшой горстки тех, что оказались относительно невосприимчивы к ДДТ и другим химикатам подобного вида, то эти выжившие немедленно размножились бы в новую, невосприимчивую к этим химикатам ветвь. Если же те же самые инсектициды убьют также конкурентов насекомых и хищников, их уничтожающих, то новое устойчивое потомство, поначалу подвергшееся яростной атаке, со временем может размножиться еще в большей степени, чем до использования инсектицида. Чтобы не выпускать их из-под контроля, необходимо было увеличивать концентрацию инсектицидов и применять новые. Когда инсектициды стали применяться все шире и шире, без разбора и во все больших концентрациях, проявились другие их недостатки. Инсектициды были безвредны для других видов жизни, но не полностью. Часто они не до конца разрушались в теле животного, и животные, питающиеся растениями, обработанными инсектицидами сохраняли химикаты в отложениях жира и передавали другим животным, которые их ели. Например, в результате нарушался механизм яйцеобразования у некоторых птиц, сильно снижая коэффициент рождаемости. Американский биолог Рейчел Луиз Карсон (1907-1964) опубликовала в 1962 году книгу "Безмолвная весна" (Silent Spring), в которой обращала внимание на опасность использования пестицидов без разбора. После этого стали использоваться новые методики: пестициды меньшей токсичности, использование биологических врагов, стерилизация насекомых мужского пола путем радиоактивного облучения, использование гормонов насекомых для предотвращения оплодотворения или созревания насекомых. В целом битва против насекомых идет достаточно успешно. Нет, правда, признаков того, что люди выигрывают ее, в том смысле, что насекомые-вредители постоянно будут что-то уничтожать, но и мы тоже не теряемся. Что касается крыс, война находится в тупиковом состоянии, но нет и признаков того, что человечество потерпит сокрушительное поражение. Если человек как вид не будет серьезно ослаблен по другим причинам, маловероятно, что нас уничтожат насекомые, с которыми мы боремся. ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ Еще большую опасность для человечества, чем действие мелких плодовитых вредителей на человека, его пищу и вещи, представляет их способность распространять некоторые виды инфекционных заболеваний (Скоро станет ясно, что некоторые болезни ассоциируются с живыми организмами, еще более мелкими, более плодовитыми и Даже более опасными, чем насекомые). Каждый живой организм подвергается различным болезням, болезнь в широком смысле этого слова понимается как "недомогание", то есть любое нарушение или изменение физиологии или биохимии, которое вмешивается в нормальное функционирование организма В конце концов накопившийся эффект нарушений функционирования, неправильное функционирование или нефункционирование, даже если многое действует верно, наносят необратимый ущерб -- мы говорим: это старость, -- и даже самый лучший в мире уход приводит к неотвратимой гибели. Существуют некоторые деревья, которые могут жить пять тысяч лет, некоторые холоднокровные животные, которые могут жить двести лет, некоторые теплокровные животные, которые могут жить сто лет, но каждому многоклеточному организму приходит конец -- смерть. Смерть является существенной частью успешного функционирования жизни. Постоянно появляются новые индивидуумы с новыми сочетаниями хромосом и генов, а также с мутировавшими генами. Они, так сказать, представляют новые попытки приспособления организмов к окружающей среде. Без непрерывного прибывания новых организмов, которые не просто копии старых, остановилась бы эволюция. Естественно, новые организмы не могут должным образом выполнять свою роль, если старые не ушли со сцены после того, как выполнили свою функцию воспроизводства. Короче говоря, смерть отдельного индивидуума существенно важна для жизни вида. Однако существенно важно, чтобы отдельный индивидуум не умирал, не успев воспроизвести потомство, по крайней мере не в столь многочисленных случаях, чтобы привести популяцию к вымиранию. У людей нет относительного иммунитета против ущерба, причиняемого преждевременной смертью индивидуума, которым обладают мелкие плодовитые виды. Люди сравнительно крупны, долго живут и медленно размножаются, так что слишком быстрые отдельные смерти заключают в себе угрозу катастрофы. Быстрая смерть неожиданно большого количества людей может нанести серьезный урон популяции человека. Нетрудно себе представить, как преждевременная смертность, дошедшая до крайности, стирает с лица Земли род человеческий. Наиболее опасным в этом отношении является класс нарушения функций, называемый "инфекционное заболевание". Существует много нарушений, которые воздействуют на человека по той или иной причине и могут убить его, но которые не будут сами по себе представлять опасность для вида, потому что строго ограничиваются страдающим индивидуумом. Однако там, где болезнь определенным образом может перейти от одного человека к другому, и где ее появление у отдельного индивидуума может привести к смерти не только его самого, но также и миллионы других, там существует возможность катастрофы. И, конечно, в исторические времена инфекционные заболевания подошли к уничтожению человеческого вида ближе, чем хищническое истребление каким-либо животным. Хотя инфекционные заболевания, даже в наихудшем варианте, никогда на самом деле до конца не расправлялись с людьми как с видом (это очевидно), они могут нанести серьезный урон цивилизации и изменить ход истории. Они, собственно, и делали это, и не однажды. Ситуация, может быть, даже ухудшилась с приходом Цивилизации. Цивилизация означает рост городов и скопление людей в тесных кварталах. Точно так же как огонь может гораздо быстрее с дерева на дерево распространиться в густом лесу, так и инфекционное заболевание может гораздо быстрее распространиться в густонаселенных кварталах, чем в разбросанных поселках. Приведем несколько печально известных случаев из истории. В 431 году до н. э. город Афины и его союзники вступили в войну со Спартой и ее союзниками. Это была двадцатисемилетняя война, которая разрушила Афины и в значительной степени всю Грецию. Поскольку Спарта контролировала страну, все афинское население сгрудилось в окруженном стеной городе Афины. Здесь они были в безопасности и могли снабжаться провизией с моря, которое контролировалось афинским флотом. Весьма вероятно, что Афины выиграли бы войну на истощение, и Греция избежала бы разрушений, если бы не болезнь. В 430 году до н. э. на густонаселенные Афины обрушилась чума и убила 20 процентов жителей, включая их харизматического лидера Перикла. Афины продолжали сражаться, но так и не восстановили своего населения и своей мощи и в конце концов войну проиграли. Эпидемии очень часто вспыхивали в Восточной и Южной Азии, где население было более плотное, и распространялись на Запад. В 166 до н. э. при энергичном императоре-философе Марке Аврелии, когда Римская империя была на пике своего могущества и цивилизации, римские армии, сражавшиеся на восточных границах в Малой Азии, начали страдать от эпидемического заболевания (возможно, оспы). Они принесли ее с собой в другие провинции и в сам Рим. В разгар эпидемии в Риме ежедневно умирало 2000 человек. Население стало убывать и не достигло своего "дооспенного" уровня до двадцатого века. Существует множество причин, объясняющих постепенное падение Рима, которое последовало за правлением Марка Аврелия, но ослабляющий эффект оспы 166 года, безусловно, сыграл свою роль. После того как западные границы империи подверглись нашествию германских племен и сам Рим пал, восточная половина Римской империи продолжала существовать со столицей в Константинополе. Во время правления талантливого императора Юстиниана I, который вступил на трон в 527 году, были возвращены Африка, Италия и часть Испании, и некоторое время казалось, что империя может возродиться. В 541 году пришла бубонная чума. Болезнь вообще-то в основном поражала крыс, но блохи, которые кусали больную крысу, кусали потом человека и таким образом заражали его. Бубонная чума -- весьма скоротечное и часто завершающееся смертельным исходом заболевание. Она может сопровождаться еще более смертоносным недугом -- легочной чумой, которая передается от человека к человеку. В течение двух лет свирепствовала чума, и от трети до половины населения Константинополя умерло, а также множество людей из пригородов. После этого надежды на возрождение империи уже не было, и ее восточная часть, ставшая известной как Византийская империя, продолжила свое угасание (с редкими временными улучшениями). Самая страшная эпидемия в истории рода человеческого произошла в четырнадцатом веке. В 30-х годах XIV века в Центральной Азии появилась новая разновидность бубонной чумы, особенно смертоносная. Начали умирать люди, а чума неумолимо стала распространяться. В конце концов она достигла Черного моря. Здесь, на Крымском полуострове, выступающем из середины северного побережья этого моря, находился морской порт Каффа, где итальянский город Генуя основал свое торговое поселение. В октябре 1348 года генуэзский корабль едва смог возвратиться из Каффы в Геную. Несколько человек на борту, кто еще не погиб от чумы, тоже начали умирать. Их привезли на берег, и таким образом чума пришла в Европу и начала быстро распространяться. Иногда заражались легкой разновидностью болезни, но чаще она обрушивалась со всей жестокостью. В последнем случае почти всегда больной погибал в течение одного-трех дней после появления первых симптомов. Из-за того, что экстремальная стадия характеризовалась геморрагическими пятнами, которые потом черне-и, болезнь назвали "черной смертью". "Черная смерть" стихийно распространялась. Подсчитано, что перед тем, как угаснуть, она унесла в Европе жизни 25 миллионов человек, и намного больше в Африке и в Азии. Она уничтожила треть населения планеты, то есть примерно 60 миллионов человек. Никогда ни до этого, ни после этого мы не знали ничего, что уничтожило бы такой большой процент населения, как "черная смерть". Не удивительно, что она вселила в людей страх. Все ходили, охваченные ужасом. Неожиданный приступ лихорадки, головокружение, просто головная боль могли означать, что смерть наметила себе жертву, и что до конца остались считанные часы. Опустевали целые города, едва кто-нибудь умирал, как все, оставляя его непогребенным, разбегались и распространяли болезнь. Фермы стояли заброшенные, животные -- оставленные без ухода. Целые страны -- Арагон, например, сейчас восточная область Испании -- были настолько серьезно поражены, что по-настоящему так и не восстановились. Дистиллированные спиртные напитки впервые были разработаны в XII веке в Италии. И вот вдруг два века спустя стали популярными. Дело в том, что крепкий напиток считали предупредительным средством против инфекции. Это было не так, но в тех обстоятельствах делало менее озабоченным того, кто пил. Так в Европе возникло пьянство, оно осталось и после того, как ушла чума; конечно, она ушла не навсегда. Чума также расстроила феодальную экономику, и очень серьезно, она ведь существенно сократила трудовые ресурсы. Она настолько же сильно разрушила феодализм, как и изобретение пороха*. * Может быть, наиболее огорчительны связанные с "черной смертью" сведения, раскрывающие ужасное нутро человеческой натуры. В это время шли первые десятилетия Столетней войны между Англией и Францией. И хотя "черная смерть" приводила в отчаяние обе нации и почти уничтожила и ту и другую, война продолжалась. В самом большом кризисе, с которым столкнулось человечество, не возникло и мысли о мире. Эпидемии чумы были и после, но ни одна не могла сравниться ужасом и разрухой с "черной смертью". В 1664 и 1665 годах бубонная чума охватила Лондон и унесла жизни 75 000 человек. Холера, которая всегда имела место в Индии как "эндемическая" болезнь, то есть носила характер вспышек, то и дело разгоралась и становилась "эпидемической". Европу посещали смертоносные эпидемии холеры в 1831 году, затем снова в 1848 и 1853. Тропическое заболевание желтая лихорадка распространялось моряками и в более северных портах, так что периодически ею косились и американские города. Даже в 1905 году была ужасная эпидемия желтой лихорадки в Новом Орлеане. Наиболее серьезной эпидемией со времен "черной смерти" была "испанская инфлюэнца"1, которая охватила мир в 1918 году и за один год унесла 30 миллионов жизней во всем мире, и около 600 000 из них в Соединенных Штатах. Для сравнения: за четыре года Первой мировой войны, как раз перед 1918 годом, погибло 8 миллионов человек. Однако эпидемия инфлюэнцы истребила менее 2 процентов населения мира, так что "черная смерть" остается непревзойденной. Инфекционное заболевание может, конечно, поразить не только Homo sapiens, но и другие виды. В 1904 году на каштанах в Нью-Йоркском Зоологическом саду обнаружили "болезнь каштанов", а дней через двадцать каждый каштан в Соединенных Штатах был поражен этой болезнью. Опять же в 1930 году в Нью-Йорке обнаружилось заболевание голландского вяза и с большой скоростью 'В просторечии - "испанка", одна из форм инфлюэнцы (гриппа), сведения о которой впервые поступили из Испании. Грипп и теперь очень часто приобретает новые формы. В 2000 году английские ученые высказали предположение, что различные виды вируса гриппа поступают из космоса, и в обоснование приводят совпадение эпидемий гриппа с повышением солнечной активности. распространилось. С ним борются всеми средствами современной ботанической науки, но вязы продолжают погибать, и, сколько их может быть в конце концов спасено, неясно. Иногда люди могут использовать заболевания животных в качестве пестицида. В 1859 году в Австралию был завезен кролик, и в отсутствие естественных врагов он размножился с дикой наглостью. За пятьдесят лет он заполонил все уголки континента, и, казалось, люди уже не в силах снизить численность этих животных. Тогда в 50-е годы XX века решили внедрить эндемическое заболевание кроликов под названием "инфекционный миксематоз", которым болели кролики в Южной Америке. Для австралийских кроликов, которые никогда им не болели, оно оказалось особо заразным и смертоносным. Почти сразу кролики стали умирать миллионами. Они, конечно, не были полностью истреблены, и все выжившие стали гораздо устойчивее к болезни, но даже сейчас популяция кролика в Австралии намного ниже своего пика. Заболевания растений и животных могут непосредственно и бедственно воздействовать на экономику. В 1872 году в Соединенных Штатах эпидемия охватила лошадей. Против нее не было никаких средств. Никто тогда не понимал, что она разносилась москитами, и, до того как она затихла, четверть американских лошадей была уничтожена. Но это представляло собой не только серьезные потери собственности, лошади в то время были важным средством тягловой силы. Работа сельского хозяйства и промышленности была нарушена, эпидемия способствовала наступлению депрессии. Инфекционные заболевания не раз уничтожали урожаи, принося бедствия. "Бледная порча" {Late blight) погубила в 1845 году урожай картофеля в Ирландии, и треть населения острова умерла голодной смертью или эмигрировала. До сегодняшних дней Ирландия не восстановила потерю населения от голода. Если говорить о Соединенных Штатах, то в 1846 году та же самая болезнь уничтожила половину урожая томатов на востоке страны. Очевидно, инфекционное заболевание может быть более опасным для существования человека, чем животных, и было бы разумно задуматься, не послужит ли оно окончательной катастрофой еще до того, как наступят ледники, и, безусловно, до того, как Солнце начнет продвигаться к состоянию красного гиганта. Что стоит между подобной катастрофой и нами, так это -- новые знания о причинах инфекционных заболеваний и о методах борьбы с ними, которые мы приобрели за последние полтора столетия. МИКРООРГАНИЗМЫ На протяжении почти всей истории люди не имели никакой защиты от инфекционных заболеваний. И, конечно, даже сам факт инфекции не признавался ни в древности, ни в средние века. Когда начиналась массовая гибель людей, обычно заключали, что это рассерженный бог мстит по той или иной причине. Летели стрелы Аполлона, и одну смерть не связывали с другой. Со всеми смертями был в равной степени связан Аполлон. Библия рассказывает о ряде эпидемий, и в каждом случае именно гнев Бога обрушивался на грешников, как во Второй книге Царств (гл. 24). Во времена Нового завета говорили о вселении в человека дьявола и о том, как Иисус и апостолы изгоняли дьявола. Библейский авторитет таким образом создал теорию, которая существует до сих пор, и свидетельством тому популярность такого фильма, как "Экзорцист" (Заклинатель, изгоняющий дьявола). Так как причиной болезни считалось божественное или демоническое воздействие, инфекция оставалась незамеченной. К счастью, Библия содержит также указания по изоляции больных проказой (название это относилось не только к собственно проказе, но и к другим, менее серьезным поражениям кожи). Библейская практика изолирования была вызвана скорее религиозными причинами, чем гигиеническими, потому что заразность проказы довольно низка. По авторитетным библейским указаниям прокаженные изолировались и в средние века, хотя люди с по-настоящему заразными заболеваниями не изолировались. Практика изоляции заставила некоторых врачей рассматривать ее в связи с болезнями вообще. Необъятный ужас "черной смерти" в особенности помог распространить понятие о карантине, название которого первоначально связано с изолированием на сорок (по-французски quarante) дней. То, что изоляция действительно замедляла распространение болезни, заставило заметить, что заразность связана с заболеванием. Первым, кто детально занялся этой проблемой, был итальянский врач Джироламо Фракас-торо (1478-1553). Он рассудил, что болезнь может распространяться путем прямого контакта здорового человека с больным, или путем косвенного контакта через зараженные предметы, или даже путем передачи на расстояние. Он предположил, что существуют крошечные тела, слишком маленькие, чтобы их можно было видеть, и они переходят от больного человека к здоровому, и что эти тела имеют способность саморазмножаться. Это был замечательный пример проницательности, но у Фракасторо не было доказательств для поддержки своей теории. Если дойти до того, чтобы признать существование мелких невидимых тел, прыгающих с одного человека на другого, и сделать это исключительно из-за веры в это, то ведь можно признать и невидимых демонов. Впрочем, мелкие тела не остались невидимыми. Уже во времена Фракасторо в помощь зрению применялись линзы. К 1608 году научились использовать сочетания линз для увеличения отдаленных объектов и появился телескоп. Не потребовалось значительных изменений для того, чтобы использовать линзы для увеличения мелких объектов. Итальянский физиолог Марчелло Мальпиги (1628-1694) первым использовал микроскоп и докладывал о своих наблюдениях в 50-е годы XVII века. Голландский мастер-оптик Антон ван Левенгук (1632-1723) тщательно отшлифовал маленькие, но отличные линзы, и они дали ему такое хорошее увеличение мелких предметов, которого еще не добивался никто в мире. В 1677 году он поместил воду из канавы в фокус одной Из своих маленьких линз и обнаружил живые организмы, слишком маленькие, чтобы видеть их невооруженным глазом, но каждый столь же живой, как кит, слон или человек. Это были одноклеточные животные, которых мы теперь называем "протозоа" -- простейшие. В 1683 году Левенгук открыл структуры еще мельче, чем простейшие. Они были на пределе видимости даже при его самых лучших линзах, но по рисункам, изображающим то, что он видел, ясно, что он открыл бактерии, самые мелкие клеточные живые существа. Чтобы сделать больше, чем Левенгук, надо было иметь намного более сильные микроскопы, а их совершенствовали медленно. Следующим был датский биолог Отто Фридрих Мюллер (1730-1784), который написал о бактериях в книге, опубликованной посмертно в 1786 году. Оглядываясь назад, кажется, можно было бы догадаться, что бактерии -- это и есть переносчики инфекции Фракасторо, но не было доказательств, да и наблюдения Мюллера были еще настолько сомнительными, что даже не привели к общему мнению, что бактерии существуют или что они живые, если существуют. Английский оптик Джозеф Джаксон Листер (1786-1869) сконструировал в 1830 году ахроматический микроскоп. До того времени применяемые линзы преломляли свет в радугу, так что мелкие объекты обрамлялись цветом и их нельзя было видеть четко. Листер скомбинировал линзы из различных видов стекла таким образом, что убрал цвета. При отсутствии цветов мелкие объекты были видны более четко, и в 60-е годы XIX века немецкий ботаник Фердинанд Юлиус Кон (1828-1898) увидел и впервые по-настоящему убедительно описал бактерии. Только с работы Кона берет начало наука бактериология, и всем стало ясно, что бактерии существуют. Тем временем некоторые врачи, даже без всяких ссылок на существование агентов Фракасторо, разрабатывали новые методы борьбы с инфекциями. Венгерский терапевт Игнац Филипп Земмельвейс (1818-1865) уверял, что родильная горячка, которая погубила так много женщин при родах, распространяется самими врачами, поскольку они часто прямо после вскрытия трупов направлялись к женщинам, мучающимся в родах. Он боролся за то, чтобы врачи мыли руки перед посещением рожениц, и, когда ему удалось добиться соблюдения этого правила в 1847 году, число случаев родильной горячки резко снизилось. Однако оскорбленные доктора, гордые своей профессиональной грязью, взбунтовались, и им снова позволили работать грязными руками. Число случаев родильной горячки снова поднялось с той же быстротой, как и упало ранее, но это не беспокоило докторов. Решающий перелом наступил благодаря трудам французского химика Луи Пастера (1822-1895). Он был химиком, но свою деятельность все больше и больше посвящал работе с микроскопами и микроорганизмами. В 1865 году он занялся исследованием заболевания шелковичного червя, которое губило шелковую промышленность Франции. Используя свой микроскоп, он обнаружил мелких паразитов, которые прямо кишели на шелковичных червях и на листьях тутового дерева, которыми они питались. Решение Пастера было радикальным, но рациональным: все пораженные черви и пораженные листья должны быть уничтожены. Новые плантации должны быть населены здоровыми червями, и заболевание исчезнет. Его совету последовали, и шелковая промышленность Франции была спасена. Это заставило Пастера проявить интерес к инфекционным заболеваниям. Ему казалось, что если болезнь шелковичных червей была вызвана микроскопическими паразитами, то и другие заболевания могут вызываться ими. Так родилась "микробная теория". Невидимыми агентами Фракасторо были микроорганизмы, часто бактерии, которых ясно увидел Кон. Теперь появилась возможность сознательно атаковать заболевания, используя достижения, введенные в медицину еще за полвека до этого. В 1798 году английский врач Эдвард Дженнер (1749-1823) доказал, что люди, привитые ослабленной болезнью коровьей оспы, или вакциной (по-латыни "вакка" -- корова), приобретали иммунитет не только к самой коровьей оспе, но также и к связанной с ней оспе, такой заразной и опасной болезни. Метод "вакцинации" по существу положил конец распространению опустошительной оспы. К сожалению, не было установлено, чтобы другие заболевания существовали в таких удобных парах с болезнью мягкой, но предоставляющей иммунитет от своей серьезной напарницы. Тем не менее с понятием о микробной теории методику можно было дополнить еще одним способом. Пастер определил микробы, связанные с определенными болезнями, затем ослабил эти микробы путем нагревания или другими способами и использовал ослабленных микробов для прививки. Болезнь протекала в очень мягкой форме и вырабатывался иммунитет. Первые такие прививки были опробованы на сибирской язве, смертоносном заболевании, которое уничтожало стада домашних животных. Аналогичная работа, и даже более успешно, была проделана немецким бактериологом Робертом Кохом (1843--1910). Им были также разработаны антитоксины, вещества, нейтрализующие бактериальные яды. Тем временем английский хирург Джозеф Листер (1827-1912), сын изобретателя ахроматического микроскопа, довел до конца работу Земмельвейса. Как только он узнал об исследованиях Пастера, у него в оправдание появилось убедительное логическое обоснование, и он начал настаивать, чтобы до операции хирурги мыли руки в растворе химикатов, убивающих бактерий. С 1867 года практика "антисептической хи